Cleantech

Redwood Materialsil on elektriautode kohta häid uudiseid – CleanTechnica

Ajatempel: 26. aprill 2024 12: 17 PM
Allikasõlm: 2737077

Taasavaldanud Platon

Registreeru igapäevased uudised CleanTechnicalt meili teel. Või jälgige meid Google Newsis!

Mõni päev tagasi kirjutas üks kirjanik, kellele ma väga lugu pean, loo CleanTechnica mis paljastas lõputuna näiva litaania asjad, mis elektriautodega valesti on inimese vaatenurgast, kes on fossiilkütuste tööstuse tööriist. Suur osa sellest tasanduskihist keskendus sellele, kuidas elektriautode akud nõuavad suures koguses toorainet, mida tuleb Maalt välja võtta ja rafineerida – selliseid asju nagu liitium, koobalt ja nikkel. Autor näis arvavat, et neid materjale kasutatakse ainult elektriautode ehitamiseks, nagu ei kasutaks neid ükski teine tarbekaup.

Kontrapunkt selle autori valedele – mida loomulikult edastas Faux News – toimub Nevadas just praegu. Just seal lülitas Tesla endise tehnoloogiajuhi JB Straubeli asutatud akude ringlussevõtu ettevõte Redwood Materials eelmisel nädalal lülitit, et alustada liitiumioonakude ulatuslikku ringlussevõttu.

Redwood toodab USA-s akumaterjale

Tom Randall Bloomberg külastas saiti hiljuti ja teatas, et ringlussevõtjad, nagu Redwood Materials, peavad lõpuks ühtima autotehaste tempoga. Näiteks Californias Fremontis asuv Tesla tehas tootis eelmisel aastal 560,000 10 elektriautot. Kui nendes autodes olevad akud taaskasutada, toodavad need peaaegu XNUMX korda rohkem elektrisõidukite akumaterjali kui kogu USA turg eelmisel aastal töödeldud. Kui USA taaskasutajad saavad selle kõigega hakkama, hakkaksid nad konkureerima traditsiooniliste kaevandustööde ja akumaterjalide tarnijatega, kellest enamik asub Hiinas.

"Kui oleme kogu sõidukipargi üle läinud elektrisõidukitele ja kõik need mineraalid on tarbitud, peame igal aastal asendama vaid paar protsenti, mis selle protsessi käigus kaotsi läheb," ütles Redwoodi tehnoloogiadirektor Colin Campbell. endine Tesla jõuallikainseneri juht. "Kõigile saab selgeks, et seda pole enam mõtet maa seest välja kaevata."

Straubel ise ütles Randallile, et Redwood püüab murda Hiina kägistust akumaterjalide osas, luues kodumaise ahela, milles kasutatakse ringlussevõetud kriitilisi metalle. "Vastutus painab mind," ütles ta. „Mäletan, et tundsin seda esimestel päevadel Teslas, kui teised tootjad polnud veel jama teinud ja meil oli väga käegakatsutav tunne, et hoiame lippu ja jooksime väljale ja ütlesime, et elektriautod on tulevik! Tundsime, et kui me ebaõnnestume, siis keegi ei järgi. See on natuke näha. "

Kuidas akut ringlusse võtta

Akude ringlussevõtuks on kolm peamist lähenemisviisi, millest igaühel on oma puudused, ütleb Randall. Võite neid põletada, mis on raiskav ja võib põhjustada mürgiseid heitmeid; lahustage need tugevates kemikaalides, mis on kallis ja kulutab kõige rohkem energiat; või eraldage need mehaaniliselt, mis võib olla töömahukas ja ohtlik. Kuni viimaste aastateni jahvatas enamik USA ringlussevõtuettevõtteid akusid ja saatis need välismaale, et keegi saaks nendega tegeleda.

Redwood laenab igast kategooriast seda, mida ta peab kõige kasulikumaks. Ettevõtte protsess algab siseruumides asuvast lavastusalast, kus konveierilindile visatakse kõik alates kasutuselt kõrvaldatud kõrvaklappidest ja sülearvuti akudest kuni tagasikutsutud Chevy Bolti EV-mooduliteni (nüüd teame, kuhu kõik need defektsed Bolti akud jõudsid). Segane segadus kantakse umbes 30 jala kõrgusele seinas olevasse auku, kus see väljub hoonest hiiglaslikku mürisevasse metalltunnelisse, mis kannab nime “RC1”, mis ripub kõrgel maapinnast.

RC1 on sisuliselt tohutu aeglane pliit, mis küpsetab rämpsu mitmesaja kraadi juures umbes tund aega ja on ehk Redwoodi seni suurim uuendus. Traditsiooniline põletamise teel taaskasutamine kasutab väärismetallide eraldamiseks üle 1000 ºC (1,800 ºF) soojust, kuid Redwoodi eesmärk on selles etapis säilitada ja valmistada materjale järgmisteks etappideks kõige tõhusamal viisil.

Mis kõige tähtsam, RC1 ei kasuta hapnikku. Põlemist ei toimu ja seega ka heitmeid. See lihtsalt muudab liimid, plastid ja soovimatud vedelikud söeks. Ülejäänud kõrgekvaliteedilist musta süsinikku saab müüa kasutamiseks mustades värvides ja tööstuslikus määrimises.

RC1 kasutab ka üllatavalt vähe elektrit, mis on Redwoodi kliimamõju vähendamisel võtmetähtsusega. Kui ahi soojeneb, on patareidest vabanev energia isemajandav. Mõelge sellele kui kontrollitud aegluubis versioonile aku süttimisest, mis töötab katkematult päeval ja öösel, nädalast nädalasse. See vabastab ohutult kõigi akude laengu, mis võib töötajaid ohustada, lagundades samal ajal peamisi mineraale omavahel siduva kraami. (Mõnes mõttes kõlab protsess ebamääraselt sarnaselt sellega, kuidas biosüsi on tehtud.)

Pärast RC1-st lahkumist läbivad söetatud akud masinaid, mis sõeluvad materjali läbi ekraanide. Teatud materjalide isoleerimiseks kasutatakse võimsaid magneteid. Ülejäänud mineraaliderikas tolm, mida tuntakse musta massina, segatakse lahustite suspensiooniks ja juhitakse teise hoonesse, mis meenutab suurt õllepruulikoda, kus on kõrguvad roostevabast terasest mahutid, mis kasutavad kemikaale, survet, filtreid ja aurustamist toodete eraldamiseks. nende põhielemendid.

Redwood leiutab nii nagu läheb

Patareide ringlussevõtt on endiselt uus tehnoloogia ja Redwood Materials leiutab selle protsessi käigus. Tesla tipptasemel inseneride ridadest koosnev juhtivmeeskond on muutnud akude ringlussevõtu protsessi kiiruse ja keskkonnatõhususe saavutamiseks isegi siis, kui see laieneb tööstuslikus mastaabis. See, mida Redwood teeb, äratas Stanfordi teadlaste huvi, kellele andis Redwood juurdepääsu andmetele. Viimase kahe aasta jooksul on Stanfordi meeskond läbi viinud Redwoodi akude ringlussevõtu protsessi keskkonnahinnangu.

Kuid selleks ajaks, kui teadlased lõpetasid Redwoodi protsessi osa analüüsimise, avastasid nad protsess oli muutunud, ütles Will Tarpeh, keemiatehnika dotsent ja üks paberi vanemautoreid. "Kuust kuusi nad alati näpistavad," rääkis Tarpeh Randallile. "See tegi selle väljakutseks, kuid seda oli fantastiline näha. Nad navigeerivad väga hästi maailmas, kus kõik muutub väga kiiresti.

Stanfordi aruanne, mis on endiselt vastastikuse eksperdihinnangu all, näitas, et Redwoodi ringlussevõtu ja rafineerimistoimingud vähendavad süsinikdioksiidi heitkoguseid 70% võrreldes traditsiooniliste ringlussevõtumeetoditega ja 40% võrreldes muude ringlussevõtu protsessidega. Sääst oli veelgi suurem, kui Redwood tegeles tootmisjäätmetega, mis praegu moodustab ligikaudu poole ringlussevõtuks saadaolevatest materjalidest.

Chip paar dollarit kuus aitab toetada sõltumatut puhtatehnoloogia levialast mis aitab kiirendada puhtatehnoloogia revolutsiooni!

Kuidas teha akut

. Bloomberg artikkel sisaldab palju põhiteavet akude valmistamise kohta, mis ei pruugi olla üldteada, isegi mitte keerukas CleanTechnica lugejad. Iga akude taaskasutaja püha graal on toota kalleid komponente, mis lähevad aku katoodidele ja anoodidele, kirjutab Randall. Mõlemat toodet toodetakse tänapäeval peaaegu täielikult Aasias.

Anoodid on valmistatud õrnast vaskfooliumist, mis on tavaliselt kaetud grafiidiga. Foolium on kümnendik juuksekarva paksusest ja seda tuleb laiade rullidena, mis näevad välja nagu tööstusliku suurusega pakkepaber. Iga lahtiharutatud leht veniks kuni 15 kilomeetrit (9 miili) ja vähimgi rebend või läbitorkamine võib põhjustada defektse akuelemendi. See aitab näha akude valmistamise keerukust perspektiivi. Redwoodi anoodfooliumipoe töötajad kannavad kogu kehas karva- ja habemevõrkudega kombinesooni ning peavad enne sisenemist läbima kambri, kus neid puhutakse õhujugadega. Üks eksinud karv või mustusetükk võib rikkuda terve vaskfooliumi rulli.

USA-s pole vaskfooliumi tootmist kunagi varem eksisteerinud. Viimase aasta on Redwood valmistanud potentsiaalsetele klientidele katsetamiseks näidisrulle. Lähinädalatel sisenevad selle fooliumid ametlikult tarneahelasse, et neid kasutada Ameerika elektrisõidukites, ütles Straubel: "See on sõna otseses mõttes esimene kord, kui keegi on seda materjali USA-s aku jaoks valmistanud.

Redwoodil on praegu üks fooliumi valmistamise masin, mis suudab igal aastal tarnida piisavalt vaske rohkem kui 13,000 XNUMX pikamaa elektriauto jaoks. Täiesti sile titaantrummel, umbes väikese auto suurune, pöörleb pooleldi sukeldatud vedela vasksulfaadi helesinisesse vanni. Kümnete tuhandete amprite elektrivooluga kokku puutudes moodustub vannist siidine vaskleht, mis seejärel mähitakse pikale rullile.

Sellele tööriistale lisandub peagi üheksa lisamasinat ning tehases on peagi tulemas uusi masinaid ehitamisel Lõuna-Carolinas. Aastaks 2028 on kahes kohas töös 100 masinat, mis toodavad Straubeli sõnul igal aastal piisavalt fooliumi, et kuus korda ümber planeedi.

Katood määrab suuresti aku jõudluse, maksumuse ja keskkonnajalajälje. Lõpliku musta katoodpulbri retsepti õige saamine nõuab aastaid koostööd iga selle ostva tootjaga. Proovid peavad enne autos kasutamist läbima mitmeid katsetusi ja kvalifitseerimist. Redwoodi katoodtehase töötajad peavad kandma täielikult suletud ülikondi, sealhulgas hingamistorudega kiivreid ja kahte kindakomplekti, et tagada varrukatele täiuslik kaitse.

Katoodi jõudlusest on nii palju, et kui mõni suur akutootja on toote heaks kiitnud, kipub ärisuhe olema püsiv. "See on peaaegu kõrge riski ja kõrge tasu määratlus," ütles Andy Leach, ettevõtte analüütik BloombergNEF. Katoodiliin, mille Redwood käivitas märtsis, toodab aastas vaid 50 megavatti katoodi. Selle peamine eesmärk on teha klientidega täiendavaid katseid enne, kui Redwood järgmise aasta lõpus hiiglaslikud 20 gigavatt-tunnised versioonid sisse lülitab.

Redwoodi tee edasi on väljakutseid pakkuv

"Hiina on 10 aastat elektrisõidukeid tõsiselt prioritiseerinud, nii et nad on mängust ees," ütles RMI USA programmijuht Lachlan Carey. "Järele jõudmiseks on veel pikk tee minna ja palju, mis võib takistada." Straubeli võtmine Redwoodi eesotsas on aga müügiargument investoritele, kes soovivad täna teha hüppeid. Ta oli Tesla akustrateegia juht ning tema ühendused Silicon Valleyst Wall Streetiga aitasid ettevõttel koguda 2 miljardit dollarit erarahastust ja tagada energiaministeeriumilt 2 miljardi dollari suurune laenukohustus, mida ta saab kasutada pärast teatud verstapostide täitmist.

Siiski ei piisa ühest ringlussevõtjast USA-s, et ehitada USA elektrisõidukite tootmisbaasi. Straubel tunnistas nii seda reaalsust kui ka ees ootavat hirmuäratavat matemaatikat. "Lihtne tõde on see, et seda on kuradi raske teha. See on minu jaoks lihtsalt šokeeriv, arvestades, kui suur aku maht on praegu võrgus või ehitamisel, kuid ometi on 100 protsenti selle tarneahelast imporditud.

Akude ringlussevõtt on üks valdkondi, mis muudab elektrisõidukid säästvaks. Redwood Materials taaskasutab 95% elektrisõidukite akude valmistamiseks vajalikest materjalidest ja seda protsessi saab korrata ikka ja jälle. Proovige seda kasutatud mootoriõliga, mis tuleb välja miljonite tavaliste sõiduautode ja veoautode karterist. Taaskasutus on tõesti viimane pusletükk, mis muudab isikliku transpordi keskkonna koormamise asemel jätkusuutlikuks.

Kas teil on CleanTechnica jaoks näpunäiteid? Kas soovite reklaamida? Kas soovite soovitada meie CleanTech Talki podcasti külalist? Võtke meiega ühendust siin.